基于ATP系统的非机动目标跟踪实验

考虑到无线光通信的捕获、瞄准和跟踪(ATP)系统对信标光斑实时、准确跟踪的需求,采用具有高频、大幅度补偿能力的音圈电机作为精跟踪执行部件,以此搭建了基于PC机控制的无线光通信演示实验系统。进行了不同速度下的非机动模拟跟踪实验,分别采集、分析并评价了粗跟踪和精跟踪的跟踪误差,并实时采集了通信光光功率。实验结果表明:ATP系统的跟踪误差标准差随着模拟目标运动速度的增加而增大,误差变化范围却无较为明显的规律,系统可长时间保持通信链路;此外,粗跟踪误差曲线中多次出现的误差尖峰可能与粗大值有关。     

激光大气传输室内模拟研究

采用液晶空间光调制器在实验室内进行激光大气传输模拟研究。基于均匀各向同性的Kolmogorov湍流模型,利用Zernike多项式法生成静态相位屏,利用湍流冻结法生成r0=0.1 m和r0=0.05 m不同湍流强度下的动态湍流相位屏,并实时加载在液晶空间光调制器上。分析得到,接收端的对数光强概率密度分布趋近于正态分布,拟合确定系数均在0.9以上;到达角起伏方差分别为 和 且光斑中心集中在2个像素以内。实验结果与实际外场情况相符合,达到了较好的室内模拟效果。     

无线光通信GPS辅助定点捕获实验研究

针对无线光通信对快速、精准的光束对准技术需求,为减小系统链路建立时间,增加捕获可靠性,提出将GPS技术应用于光通信实验系统中。以TMS320F2312为控制核心,可根据实时GPS坐标解算出需调整的方位及俯仰角,进而驱动二维转台完成初始捕获,据此进行了多次初始捕获实验。结果表明,采用GPS导航定位技术,可快速实现信标光的初始捕获,且具有较高的捕获成功概率。     

4.6km距离5Gb/s DWDM自由空间光通信实验

建立了4.6 km自由空间光通信(FSO)链路,使用密集波分复用(DWDM)及l 550hm光纤通信技术完成了5 Gb/s数据传输.经外调制器后,DFB激光器输出两路速率为2.5 Gb/s的光信号,波长为1 547.6 nm和l 549.2 nm.经DWDM耦合,再经掺饵光纤放大器(EDFA)放大,传输至2.3 km外...     

Experiment and analysis of the effect of fine tracking system on the unstable platform in laser communication

Atmospheric turbulence and platform vibration in the space optical communication can cause the offset and jitter of beam, which further result in the fluctuations of received optical power. To resist this effect, a communication system with fine tracking systems in the receiver and transmitter is designed. The system is used in the experiment of laser communication between high-rise buildings over a distance of 3.5 km. After adding a vibration source to the transmitter, the centroids of spots captured by the camera of the transmitter and the optical power of receiver are recorded for the purpose of analysis. When the vibration source works at the designated frequency, a peak appears at the corresponding frequency in the spectrum of the spot centroids and the optical power of receiver. Then the peak disappears once the fine tracking system begins to work. Compared with the condition without the fine tracking system, the minimum value of the optical power of receiver is increased by 5 dB, and the standard deviation is decreased by 30%.     

市内建筑物间无线光通信粗跟踪模拟实验研究

针对空间无线光通信中捕获、瞄准和跟踪（ATP）技术的粗跟踪系统对信标光斑实时准确跟踪需求,搭建了地面建筑建筑物间无线光通信粗跟踪二维模拟实验系统,分别进行了微弱机动和不同速度下的非机动模拟跟踪实验,采用简易有效的跟踪性能评价方法分析了实验结果。实验表明：非机动状态下的X轴跟踪误差随着模拟目标运动速度增大而增大,Y轴误差...     

空间光通信光纤耦合效率及补偿分析

受大气湍流影响,空间光通信系统中接收光至单模光纤耦合效率降低,根据弱湍流理论,推导了Kolmogorov湍流信道情况下准直高斯光束至单模光纤平均耦合效率表达式,仿真了1 km传输距离下不同接收孔径下平均耦合效率与湍流强度的关系,结果表明:当大气折射率结构常数达到10-12时,耦合效率降到0.1以下,且耦合效率随接收孔径增大而降低。采用37单元自适应光学系统（AO）进行补偿实验,对畸变波前进行重构再利用反射变形镜进行修正的方法,对比不同AO状态下波面图质量及远场长曝光成像及质心位置漂移,发现AO进行低阶像差校正后,波面峰-谷值及标准差减小、斯特列尔比（SR）及耦合效率增加,进行高阶校正后情况进一步改善。     

市内建筑间无线光通信GPS辅助单向捕获研究

为减小无线光通信链路建立时间及增加系统捕获可靠性,提出将GPS技术应用于光通信实验系统中。以TMS320F2812为控制核心,搭建了无线光通信定点单向捕获实验系统。系统采用用户界面统一控制,双方GPS坐标手工输入至用户界面,解算出需调整的方位及俯仰角后送于F2812,驱动二维转台完成初始捕获,据此选择多点进行了多次单向初始捕获实验。结果表明,采用GPS导航定位技术,可快速实现信标光的初始捕获,且具有较高的捕获成功概率。     

无线光通信粗跟踪一维模拟实验研究

针对空间无线光通信中捕获、瞄准和跟踪（ATP）技术的粗跟踪系统对信标光斑实时准确跟踪需求,为项目进一步工作提供基础,搭建了无线光通信的粗跟踪模拟实验系统,介绍了实验所需硬件的相关参数及实验方案,基于模糊PID控制策略进行了不同速度下的一维模拟跟踪实验。结果表明,跟踪误差随着模拟仿真台的运动速度的增加而增大,但始终满足于粗、精跟踪嵌套精度需求。     

自适应光学技术提高FSO性能的实验验证

搭建了一套37单元的自适应光学系统和155M/2.5G大气激光通信系统室内实验平台。结果显示:大气湍流对激光通信性能影响很大。使用芯径为62.5μm的多模接收光纤时,自适应开闭环误码率最大改善超过4个数量级;使用芯径为10μm的单模接收光纤时,可以很明显地观测到接收端信号的深度衰落现象,且衰落程度与误码率一一对应。自适应光学闭环后,深度衰落得到了抑制,也极大地降低了系统误码率。